统计软件SPSS在气象中的应用分析及研究.doc

统计软件SPSS在气象中的应用分析及研究 摘要：针对统计软件SPSS在气象中的具体应用，做了简单的论述。统计软件SPSS具有操作便捷、功能强大、数据接口全面、易于编写程序等特点，在实际应用中，能够精准预测，发挥着积极的作用。现结合统计软件SPSS在气象中的实例应用，进行应用效果分析。 关键词：统计软件SPSS；气象分析；气象预测；数据分析 气象预报对人们的生产生活，有着重要的意义。随着人们对气象预报的精准性和时效性要求的不断提高，提高气象预测和分析的水平，有着现实的意义。在气象分析中，常用的方法为统计软件SPSS，结合运用其他方法，进行气象服务客户细分，预测农业生产产量，发挥着重要的作用。 1统计软件SPSS概述 SPSS作为世界上出现最早的统计分析软件，早期的全称为社会科学统计软件包。在1984年，SPSS公司正式推出SPSS/PC+版本，是第一套统计分析软件。在90年代，开发了适用于Windows系统的SPSS版本，推行多种语言，拓展了软件的使用范围。在2000年，SPSS改名为统计产品与服务解决方案。经过了多年的升级发展，SPSS在统计学分析运算和数据挖掘等方面，有着强大的功能，成为应用最为广泛的分析软件。 2统计软件SPSS的特点分析 2.1易学易用 在20年纪90年代，SPSS公司推出了适用于Windows系统应用的软件版本，其具有交互式对话的特征。软件的功能界面和Windows系统风格一致，包括工具栏按钮和菜单等，而且人机对话界面较为人性化，用户只需要掌握Windows系统操作技能，略懂统计分析软件原理，便能够掌握软件数据管理以及数据分析。在实际应用中，除了输入数据信息时需要使用键盘，剩余各项操作均可以通过鼠标操作或者菜单点击等完成，不仅操作简便，而且便于学习以及使用。 2.2统计分析简便 目前使用的统计软件SPSS，其具有第四代语言特征，在实际应用中，通过菜单选择和对话框操作，引领系统运行即可，不需要了解或者描述解决实际问题需要的流程。从实际应用功能角度来说，统计软件SPSS作为常用的分析方法，软件的命令语句和子命令等功能，多数囊括在各类菜单以及对话框内，非专业人员在使用时，只需要通过菜单选择以及对话框点选，便能够选择需要的统计方法，获得数据统计分析结果，不需要刻意记忆统计算法和统计软件SPSS的命令以及过程等。 2.3功能强大 SPSS软件具有数据管理和统计分析基础功能，同时还能够进行图表分析以及输出管理等，为使用者提供各类实用分析方法。在实际应用中，除了基本的统计特征描述外，还涉及到非参数检验以及生存分析等高等级分析功能。例如，统计软件SPSS19版，其包括描述统计模块、均值比较模块、一般线性模型模块、相关分析模块、聚类分析模块、神经网络模块等，拥有十大类统计分析方法，涉及到多个统计过程。每个统计过程配置了对应的选项和参数，为统计分析提供相应的功能支持以及参数信息。软件利用树形结构，管理统计分析结果。利用文字和表格等形式，展现统计结果，使得结果的展示更加清晰和直观。从使用者的评价来说，统计软件SPSS功能强大，便利了使用者。 2.4数据接口全面 统计分析软件SPSS具有完善的与其他软件的数据转换接口，能够读取和输出多种文件格式。其它软件生成的数据文件，例如由Excel生成的*.xls文件，文本器软件生成的ASC数据文件，关系数据库dBASE、FoxBASE、FoxPRO产生的*.dbf文件，由Aess文件生成的*.mdb文件等都可以被读取并导入SPSS。与此同时，还可以将SPSS的图形转换成七种不同类型的图形文件，将分析结果保存为*.txt，word，PPT或html格式文件。 2.5程序编写方便 除了图形化菜单界面以外，统计分析软件SPSS除了具有人工输入命令以及参数操作方式等功能外，还适用于统计分析软件SPSS的新用户和老用户。利用统计分析软件SPSS，直接在菜单以及对话框中，能够完成多数统计分析方法。若使用者熟悉统计分析软件SPSS语言，可以使用命令性方式，直接在语句窗口内，输入SPSS命令，灵活操作软件，完成各类统计分析任务。在具体应用中，利用对话框，指定命令和子命令等后，点击Paste按钮，能够自动生成指令语句，以文件的形式保存数据，有机融合了菜单和语法程序。 3统计软件SPSS在气象中的具体应用 统计分析软件SPSS具有12类总计177个函数，能够满足气象统计分析的实际需求。除此之外，统计分析软件SPSS采用了类似于EXCEL表格的方式，输入数据和管理数据，数据接口通用性较强，便于数据读入。现结合早稻产量预测案例，分析统计分析软件SPSS的具体应用，作如下论述： 3.1数据和处理方法 于A市气象局，选择其服务范围内的5个地面站气象观测资料以及统计局提供的A市提供的早稻单产资料。资料时间覆盖为1983-xx年。使用直线滑动均值以及调和权重法，模拟早稻趋势产量，通过逐步回归，构建气象产量预报模型，运行模型，获得产量预报值。建模过程如下：1）对早稻单产资料数据信息进行处理。在处理时，去掉产量的时间趋势项。将气象产量，全部分类出来。2）以气象产量为因变量，以早稻主要生育期气象因子为自变量，采用逐步回归法，进行贡献因子筛选，构建回归方程。3）基于上述分析，构建早稻产量预测模型。 3.2早稻产量预报模式 3.2.1趋势产量模拟 若想明确作物产量和气象条件之间的关系，需要把实际产量中的生产力水平因素给去掉，对气象因子影响的数据，进行产量和气象要素关系分析。在进行产量时间趋势项模拟分析中，可以采用指数法或者直线法等。选择具体方法时，要结合当地的实际情况来选择1。此次建模选择的是滑动平均法和权重法等，使用滑动平均分段建模，结合运用调和权重减少趋势产量外推的风险性。从分析结果来說，A市水稻实际单产呈现逐年变化，上升趋势并不明显，主要是此次建模先是使用平滑区间k为7进行分段建模，再使用统计分析软件SPSS19.0，利用三次曲线或者二次曲线，进行水稻产量模拟。在分段模拟中，统计分析软件SPSS的计算方法如下：1）在统计分析软件SPSS中，建立数据文件，第1列为t，将1983设置为1，将xx设置为32，首次计算是1-7。第2列为对应的y，每列是7个数据。2）点击曲线估计主对话框。将y添加到Dependent列表，将t添加到Variable，在Models栏目中，点选二次曲线和二次曲线，选择DieplayANOVAtable，点击确定即可。3）反复执行上述计算，总计28次，获得各线段方程。利用回归分析显著性F值，对各线段方程进行检验。 3.2.2构建气象产量回归方程 利用原始数据进行模拟分析，获取1983年-xx年段早稻趋势产量，代入公式Ym=Y-Yt，获得各个年份相应的气象产量Ym。将各类气象因子，比如气象产量和幼穗分化等，在SPSS软件中，开展显著性分析。在具体执行中，将气象因子，全部调入到右边的变量Yt，点选OK确定，总计获得59个和气象产量有着明显相关的气象因子。在统计分析软件SPSS中，建立新数据文件，第一列变量时ym，剩余各列变量属于备选气象因子，记录为Xi。接着，打开主对话框，将气象产量，给添加到因变量列表内，把备选气象因子，全部添加到自变量列表中。在Method下拉菜单中，选择逐步回归法2。点选模型拟合，在结果中，显示出被引入模型或者被剔除的变量，获得标准误差以及方差分析表。执行后续操作，获得主要结果以及逐步回归方程。具体如下：1）从模拟分析结果来说，方程中复相关系数是0.700，R2的值是0.489，将其调整为0.44，获得剩余标准差是166.74。F数值是9.904，查看F分布表，明确FF0.05，证明逐步回归效果明显。2）回归方程为Ym=410.349-75.458X1-42.644X2+91.493X3。从上述公式中能够得知，影响A市早稻单产的主要气象因子分别为5月份上旬和中旬平均最低气温、4月份上旬最高气温均值、2月份下旬到6月份中旬时间段内平均最高气温。能够说明5月份上旬和中旬的平均最低气温略高，使得夜间呼吸作用明显，难以实现营养物质堆积，对气象产量的作用是消极的。4月份上旬的最高气温值略高，不利于水稻幼苗生长，此因子对气象产量的作用是消极的。2月份下旬到6月份最高气温均值显著高，证明在水稻主要生育期间内光照量较大，有利于早稻生长，此因子对气象产量的作用是积极的。 3.3xx年产量模拟 利用SPSS软件进行模拟分析，采用直线互动均值以及调和权重方法，结合运用逐步回归方程，获得A市早稻产量预报模型，为Yt+l=Yt+Ym=Yt+410.34975.458X1一42.644xX2+91.493X3。利用权重分析法、直线滑动均值等，预测xx年A市早稻趋势产量；采用逐步回归方程预报气象产量，获得气象产量Ym=410.34975.45821.942.64426.6+91.49324.8=108.18（kgha-1），由此可知xx年A市预报产量为6006.3（kgha-1），同当年水稻实际产量相比，预测误差为-1.37%，预测效果较好3。 4统计软件SPSS应用发展趋势 4.1应用于专业气象服务 专业气象服务的定义为，除了公益气象服务外，为了能够满足国民经济各生产部门对气象服务的实际需求，所提供的针对性气象服务，为有偿服务，具有市场交易特点。专业气象服务对象为企事业单位，涉及到农业领域和保险行业等。气象科学技术以及计算机技术等的快速发展，提升了气象服务产品的质量。互联网技术的应用，结合应用现代通讯技术，实现了专业气象服务电子化以及商务化。基于各类技术资源，气象服务组织能够充分发挥自己的专业特长，进行气象信息加工，为生产生活决策提供指导依据。不仅能够满足客户的多样化需求，还能够推动气象信息服务市场的长远发展。从发展实际情况来说，我国气象服务组织面临着重大的发展挑战。为了能够推动气象服务发展，提高气象服务水平，需要加大技术研究力度，提升预测分析的精准性，降低预测误差4。 4.2算法更加便捷 气象数据量不断增加，使得统计分析对象更加多元化，加之用户需求的多样化，其对数据分析的准确性，有着较高的要求。使用统计软件SPSS，合理选择算法，进行气象分析，能够满足基本需求。随着气象服务对象的变化，利用统计软件SPSS，结合应用层次聚类算法，针对气象服务对象进行细化，能够为气象营销服务方案的制定，提供数据信息依据。在实际应用中，利用统计软件SPSS，进行层次聚类分析，明确客户层次和需求，划分专业气象客户，便于气象服务部门提供更为优质的服务。为了能够全面提升气象服务水平，还需要从以下方面加以改善：1）增强和客户的沟通。不同于公共气象服务，专业气象技术具有复杂性以及高技术含量等特点，具有服务产品个性化的特点。在具体提供服务时，需要增强和客户的沟通，具体分析其需求，精准评价客户。2）提高气象服务水平。互联网时代背景下，气象信息的获取更加便利，除了传统的电话以及电视等手段，还可以通过网